本科畢設(shè)論文--公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)--硬件設(shè)計(jì)

PAGEPAGE29西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)——硬件設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)系別電子信息系專業(yè)自動(dòng)化班級(jí)姓名學(xué)號(hào)1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)—硬件設(shè)計(jì)2.題目背景和意義：公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報(bào)站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)的由乘務(wù)人員人工報(bào)站，因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)改變傳統(tǒng)語(yǔ)音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能工作的落后方式，進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語(yǔ)，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容(理工科含技術(shù)指標(biāo))：主要內(nèi)容：結(jié)合單片機(jī)技術(shù)、語(yǔ)音技術(shù)、測(cè)溫技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和LCD顯示技術(shù)，充分發(fā)揮了報(bào)站器的報(bào)站功能，同時(shí)應(yīng)具有測(cè)溫功能和漢字顯示功能。實(shí)現(xiàn)了公交車進(jìn)站前預(yù)報(bào)前方到站的信息提示；技術(shù)指標(biāo)：1、實(shí)時(shí)輪流顯示當(dāng)前時(shí)間，車內(nèi)溫度，下個(gè)站點(diǎn)的站名和一些溫馨的提示。2、完成無(wú)線數(shù)據(jù)的接收和解析，并且通過(guò)語(yǔ)音芯片和揚(yáng)聲器播放站臺(tái)信息和其他信息。3、供電電壓：直流＋12V。4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排(含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn))：1、掌握單片機(jī)原理及外圍接口電路設(shè)計(jì)。2、掌握Protel99se電路設(shè)計(jì)工具的使用。3、掌握一定的模電數(shù)電的基本概念原理。進(jìn)度安排：1--3周：查閱資料，了解公交車報(bào)站系統(tǒng)的背景以及國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀；了解組成本次設(shè)計(jì)的各個(gè)芯片的資料以及做好開(kāi)題報(bào)告的準(zhǔn)備工作。5--9周：根據(jù)查閱掌握的資料，擬定此次設(shè)計(jì)的制作方案，以及PCB板的制作。10-11周：完成中期答辯。12-16周：完成剩余部分，焊接，調(diào)試電路板。5.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的工作量要求撰寫(xiě)15000字論文①實(shí)驗(yàn)(時(shí)數(shù))*或?qū)嵙?xí)(天數(shù))：300機(jī)時(shí)②圖紙(幅面和張數(shù))*：③其他要求：查閱資料不少于10份指導(dǎo)教師簽名：年月日學(xué)生簽名：年月日系主任審批：年月日說(shuō)明：1本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入冊(cè)，一份教師自留。2帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)——硬件設(shè)計(jì)摘要隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步,無(wú)人售票公交車在街頭多起來(lái)了，語(yǔ)音報(bào)站器也被廣泛使用，這在相當(dāng)大的程度上免除了乘務(wù)人員沿途報(bào)站的麻煩，給許多不熟悉公交線路的乘客帶來(lái)了方便。對(duì)于報(bào)站器的設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)已有相關(guān)的文獻(xiàn)評(píng)論，但是總的來(lái)說(shuō)以前的設(shè)計(jì)，功能相對(duì)比較單一，無(wú)法充分利用單片機(jī)系統(tǒng)的資源，最大程度的發(fā)揮報(bào)站器的全部功效。本文則結(jié)合單片機(jī)技術(shù)、語(yǔ)音技術(shù)、測(cè)溫技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和LCD顯示技術(shù)，不但發(fā)揮了報(bào)站器的報(bào)站功能，而且同時(shí)擁有測(cè)溫功能和漢字顯示功能。實(shí)現(xiàn)了公交車進(jìn)站前自動(dòng)預(yù)報(bào)前方到站；全市公交車輛都可以到那站報(bào)那站，線路的變化都沒(méi)有關(guān)系；同樣可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)報(bào)站，無(wú)須司機(jī)按鍵。不但給乘客帶來(lái)方便，而且能讓司機(jī)更加專心于駕駛，加強(qiáng)了道路行駛安全性。關(guān)鍵詞：語(yǔ)音；測(cè)溫；無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸；LCD顯示ThebuswirelessAutoReportsstationsystem——HardwareDesignAbstract Alongwiththeincreasingdevelopmentandprogressofscienceandtechnology,thebuswithoutticket-sellerbecomesmoreandmorepopulartoday,atthesametimetheaudiostop-reportingdevicefindsawideuse.Thisexemptsthebusstewardsfromthetroubleofreportingstopsalongtherouteandfacilitatesthepassengerswhoarenotfamiliarwiththeroute. Inourcountry,therehavebeenrelevantdocumentsaboutthedesignofstop-reportingdevice.Butfromthewhole,theirdesignshavethedeficiencyofcomparativesinglefunction,andinabilitytomakefulluseoftheresourcesofMonolithicmachinesystemtobringouttheentireefficacyofthedeviceinlargestdegree.ThispaperincorporatingthetechnologyofMonolithicmachine,Pronunciation，temperature-measuring,radiodatatransmissionandLCD,givesanewdesignwhichhavenotonlythestop-reportingfunction,butalsothetemperature-measuringandcharacter-indicationfunctions.Thusitrealizesthebasicarrive,nomattertherouteschangeornot;atthesametime,ithavethefunctionofpre-reportingstopsfunctionofreportingstops:thebusesofthewholecitycanreportstopswherethey:atacertaindistancebeforethestop,itcanautomaticallyandaccuratelyreportthestopswithoutthedriverpushingthebutton.Atthetimeofbringingconveniencetothepassengers,italsomakesthedrivermoreintentontheirworking,thusincreasingthesecurityofthetraffic.Keywords:pronunciation;measurethetemperature;wirelessdatatransmission;LCDisdemonstrate目錄1緒論 11.1引言 11.2課題研究的背景及意義 11.3報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 11.4系統(tǒng)可行性分析 21.5研究步驟和方法 21.6設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 32系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì) 42.1系統(tǒng)功能及技術(shù)要求 42.2采用的研究方案 43系統(tǒng)接口電路的分析與設(shè)計(jì) 73.1單片機(jī)的介紹 73.2系統(tǒng)電源部分的設(shè)計(jì) 83.3CPU其他外圍電路設(shè)計(jì) 93.3.1看門(mén)狗電路的設(shè)計(jì) 93.3.2時(shí)鐘電路 103.4電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 103.4.1RS232標(biāo)準(zhǔn) 103.4.2電平轉(zhuǎn)換芯片的選擇 113.4.3無(wú)線數(shù)據(jù)模塊的工作介紹 123.5溫度采集電路設(shè)計(jì) 133.5.1溫度采集芯片DS18B20的功能特點(diǎn) 133.5.2DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu) 143.5.3DS18B20和單片機(jī)的接口 143.6實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口電路設(shè)計(jì) 163.6.1實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12887的特點(diǎn)和功能 163.6.2DS12887時(shí)鐘芯片的結(jié)構(gòu) 163.6.3DS12887和單片機(jī)的接口電路 183.7語(yǔ)音接口電路設(shè)計(jì) 193.7.1ISD2560的功能特點(diǎn) 193.7.2ISD2560的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 193.7.3ISD2560和單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 213.8液晶顯示電路設(shè)計(jì) 223.8.1液晶顯示功能概述 223.8.2液晶顯示的外形尺寸圖 233.8.3液晶顯示的接口電路 233.9存儲(chǔ)電路 244電路原理圖的設(shè)計(jì)和電路板的制作印刷板 264.1電路原理圖的設(shè)計(jì) 264.2電路板的制作和印刷 274.2.1布局 274.2.2布線 284.2.3去耦合電容配置 294.2.4單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試 295總結(jié) 31參考文獻(xiàn) 32致謝 33畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 34畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 35附錄1 36附錄2 371緒論1緒論1.1引言作為一個(gè)城市的公交企業(yè)，它既要代表政府體現(xiàn)當(dāng)?shù)爻鞘械男蜗螅忠M一切力量減少政府投資，創(chuàng)造良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。而傳統(tǒng)的公交運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的裝備和管理模式較難達(dá)到這兩者的完美結(jié)合。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公交應(yīng)用系統(tǒng)帶給公交企業(yè)的將不僅是形象的提升，也是效益的增長(zhǎng)。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有些車上已經(jīng)采用GPS定位系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)站，但其昂貴的成本，難以實(shí)現(xiàn)普及。為了實(shí)現(xiàn)城市公交車的自動(dòng)報(bào)站，本文設(shè)計(jì)了一套低廉、高性能的城市公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。1.2課題研究的背景及意義當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要大城市的公交車大都采用人工語(yǔ)音報(bào)站，即每到一站由司機(jī)或者乘務(wù)員按語(yǔ)音鍵來(lái)進(jìn)行報(bào)站，而車站的識(shí)別、語(yǔ)音的播放還要靠駕駛員控制，不僅增加了駕駛員的操作,還存在一定的安全隱患。另外由于受到各種因素如雨雪天路滑，車上擁擠，乘務(wù)員心情的變化等的影響，會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò),漏報(bào)的情況，給乘客帶來(lái)了不必要的麻煩，特別是給不熟悉本市地形的外來(lái)乘客帶來(lái)了不必要的麻煩,從而影響到了一個(gè)城市的窗口形象工程建設(shè)，因此公共汽車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的研發(fā)勢(shì)在必行。公共汽車為外出的人們提供了方便快捷的服務(wù)，而公共汽車的報(bào)站直接影響服務(wù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)的由乘務(wù)人員人工報(bào)站，因其效果太差和工作強(qiáng)度太大，在很多大城市已經(jīng)被淘汰。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在聲學(xué)領(lǐng)域，微機(jī)技術(shù)與各種語(yǔ)音芯片相結(jié)合，即可完成語(yǔ)音的合成技術(shù)，使得公交車報(bào)站器的實(shí)現(xiàn)成為可能，從而為市民提供了更加人性化的服務(wù)。鑒于傳統(tǒng)公交車報(bào)站系統(tǒng)的不足之處，結(jié)合公交車輛的使用特點(diǎn)及實(shí)際營(yíng)運(yùn)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的公交車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。公交車自動(dòng)報(bào)站器的設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)語(yǔ)音報(bào)站器必須有司機(jī)操控才能工作的落后方式，進(jìn)站、出站自動(dòng)播報(bào)站名及服務(wù)用語(yǔ)，為市民提供更人性化，更完善的服務(wù)。如果采用了我們研發(fā)的公共汽車自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)由于受到各種因素如雨雪天路滑,車上擁擠,乘務(wù)員心情的變化等的影響而出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)站，漏報(bào)的情況。從而給乘客帶來(lái)了極大的方便；不會(huì)因坐車過(guò)站而走冤枉路,為我們城市的窗口形象工程建設(shè)貢獻(xiàn)一份力。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.3報(bào)站器的動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況行駛在現(xiàn)代文明程度高的市區(qū)，它是一道流動(dòng)的風(fēng)景線，因而對(duì)整車外形乃至色彩都有更高的要求。作為公共汽車還要求有醒目和減少乘務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的電子報(bào)站器，電子顯示路牌，無(wú)人售票裝置，前后電視監(jiān)視系統(tǒng)等新技術(shù)的采用也將越來(lái)越普及。公交車報(bào)站器在公交事業(yè)中占有舉足輕重的地位，它直接影響到公交車的服務(wù)質(zhì)量。目前公交車報(bào)站有三種方式：(1)利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的公交車報(bào)站系統(tǒng)即在司機(jī)座位后面隔板上，安裝了一臺(tái)15英寸的液晶電視和GPS信號(hào)接收器，目前美國(guó)部分城市投入使用，國(guó)內(nèi)也有此類產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)，其功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其投資昂貴，尤其是一些中小城市無(wú)法承受；(2)手動(dòng)電子報(bào)站；(3)人工報(bào)站；目前我國(guó)部分城市采用手動(dòng)電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，而它們都離不開(kāi)司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。1.4系統(tǒng)可行性分析要做一個(gè)實(shí)用性比較高的公交報(bào)站系統(tǒng)，前期的調(diào)研是必不可少的。通過(guò)在各個(gè)車站收集公交司機(jī)及各個(gè)年齡階段的乘客對(duì)報(bào)站系統(tǒng)的看法和他們心中理想的報(bào)站方式，得出以下兩個(gè)結(jié)論：(1)準(zhǔn)確報(bào)站：由于司機(jī)在操作報(bào)站系統(tǒng)時(shí)經(jīng)常會(huì)按錯(cuò)鍵或忘記按鍵，而且在調(diào)整系統(tǒng)時(shí)會(huì)連續(xù)報(bào)出幾個(gè)站點(diǎn)，讓不熟悉路線的乘客不知所措。(2)普通話報(bào)站：許多外來(lái)人員對(duì)此深有感觸，聽(tīng)不懂的報(bào)站語(yǔ)言讓乘客不知是否已到達(dá)目的地，經(jīng)常下錯(cuò)車帶來(lái)很多不必要的麻煩，因而普通話報(bào)站對(duì)于外來(lái)人員來(lái)往頻繁的大城市是非常有必要的。然而各個(gè)公交車站并沒(méi)有對(duì)現(xiàn)有報(bào)站系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)調(diào)查走訪，主要原因在于現(xiàn)今仍然沒(méi)有一個(gè)性能比較好且制作改裝成本低、可以普及的報(bào)站系統(tǒng)，因而一直沒(méi)有對(duì)報(bào)站系統(tǒng)進(jìn)行改良。針對(duì)該現(xiàn)象，本文所設(shè)計(jì)的城市公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，其創(chuàng)新之處在：(1)采用編碼技術(shù)對(duì)每一個(gè)車站點(diǎn)進(jìn)行編碼，當(dāng)車行駛到車站點(diǎn)信號(hào)范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別該站并發(fā)送指令啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)站及站名顯示。(2)采用短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，自動(dòng)報(bào)站，高效準(zhǔn)確。(3)該系統(tǒng)能利用現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改裝，而且改裝容易，制作成本低，運(yùn)行幾乎不需要成本。1.5研究步驟和方法第一：理論準(zhǔn)備階段，理解題目，研究題目所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識(shí)。第二：確定系統(tǒng)各個(gè)硬件部分電路，理清各個(gè)硬件部分電路與單片機(jī)之間的連接關(guān)系，并開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)硬件電路的資料收集。第三：規(guī)劃課題，確定組成結(jié)構(gòu)，提出大體系統(tǒng)框架并在結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上提出原理框圖。第四：完成硬件設(shè)計(jì)部分并畫(huà)出各部分電路圖，將系統(tǒng)部件通過(guò)接口電路集合在一起，并畫(huà)出電路圖。第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過(guò)程完成軟件設(shè)計(jì)部分，繪制出主流程圖。第六：檢查是否可以實(shí)現(xiàn)要求的控制目的，能夠按照要求實(shí)現(xiàn)控制功能。第七：整理論文。1.6設(shè)計(jì)的主要任務(wù)本文對(duì)系統(tǒng)的理論分析、硬件電路的設(shè)計(jì)制板和功能方法都有了詳細(xì)的介紹。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)：（1）接口電路的設(shè)計(jì)（2）RS232與TTL的電平轉(zhuǎn)換電路（3）其他外圍電路的設(shè)計(jì)2系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì)2系統(tǒng)的硬件方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)功能及技術(shù)要求公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)是針對(duì)公共汽車公司需求而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，與其他國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品區(qū)別在于：采用全自動(dòng)的方式進(jìn)行自動(dòng)報(bào)站，完全不需要駕駛員在進(jìn)站前操作鍵盤(pán)，分散注意力，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站功能。同時(shí)可以與LCD液晶顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘、車內(nèi)溫度和到站的文本信息，并配有真人語(yǔ)音報(bào)站功能，為公交車裝備現(xiàn)代化，提高服務(wù)檔次起到本產(chǎn)品應(yīng)盡的責(zé)任。技術(shù)要求：1)無(wú)需按鍵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站，到站前每個(gè)10秒連續(xù)播報(bào)并配有文字提示。2)車輛內(nèi)部溫度實(shí)時(shí)采集，溫度采集精度：±1℃3)LCD字符顯示4)實(shí)時(shí)時(shí)鐘5)語(yǔ)音報(bào)站6)使用電源：直流：12V7)使用環(huán)境：溫度：－40℃～＋50℃2.2采用的研究方案根據(jù)公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的功能要求及技術(shù)要求，為實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)報(bào)站，將本系統(tǒng)分成兩個(gè)子系統(tǒng)：站臺(tái)系統(tǒng)和車載系統(tǒng)。兩個(gè)子系統(tǒng)的信息交換通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)模塊來(lái)完成，進(jìn)而完成自動(dòng)報(bào)站。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。站臺(tái)系統(tǒng)上電自檢后，自動(dòng)處于休眠狀態(tài)。當(dāng)車輛駛進(jìn)入到無(wú)線數(shù)據(jù)模塊收發(fā)的距離范圍（具體可參考下一章）之內(nèi)，站臺(tái)系統(tǒng)接收到車載系統(tǒng)發(fā)來(lái)的正確命令數(shù)據(jù)后（具體數(shù)據(jù)協(xié)議參考下一章），將本站的站臺(tái)信息回發(fā)到車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)接收到站臺(tái)系統(tǒng)回發(fā)的數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)議，解析數(shù)據(jù)查表得到本站信息，然后通過(guò)語(yǔ)音芯片進(jìn)行語(yǔ)音輸出，并利用LCD進(jìn)行文本滾動(dòng)提示乘客。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）站臺(tái)系統(tǒng)圖2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖根據(jù)上述的整個(gè)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)圖，以及市場(chǎng)的調(diào)研和相關(guān)資料的查詢，確定整個(gè)系統(tǒng)硬件框圖如圖2.2所示。圖2.2系統(tǒng)硬件框圖如圖2.2所示,整個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)子系統(tǒng)組成,車載系統(tǒng)和站臺(tái)系統(tǒng)。站臺(tái)系統(tǒng)功能比較簡(jiǎn)單，主要完成TTL電平與RS232電平的轉(zhuǎn)換及串口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。為此，該子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單。公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)主要的功能主要集中在車載系統(tǒng)，為此，車載系統(tǒng)以單片機(jī)89C52為核心，利用DALLAS公司的DS18B20溫度傳感器和DS12887時(shí)鐘芯片，完成車內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和時(shí)間數(shù)據(jù)的讀取，最終將溫度和時(shí)間數(shù)據(jù)送至LCD實(shí)時(shí)顯示。另外通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)模塊和電平轉(zhuǎn)換電路完成車載系統(tǒng)與站臺(tái)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)站。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)，而車載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則是本設(shè)計(jì)最核心的部分。3系統(tǒng)接口電路的分析與設(shè)計(jì)3系統(tǒng)接口電路的分析與設(shè)計(jì)系統(tǒng)接口電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的最重要的部分，在確定系統(tǒng)功能要求及系統(tǒng)硬件方案后，選定芯片，查閱芯片的使用手冊(cè)及其引腳的定義的后，根據(jù)CPU總線與I/O設(shè)備之間信號(hào)要求及時(shí)序進(jìn)行相應(yīng)的接口設(shè)計(jì)，通常設(shè)計(jì)接口時(shí)應(yīng)對(duì)完成的功能所需要的硬件和軟件作統(tǒng)籌考慮，確定那些功能由硬件完成，哪些功能由軟件實(shí)現(xiàn)，兩者之間做出合理的接口電路設(shè)計(jì)思路。在此基礎(chǔ)上，合理的選用I/O接口芯片，進(jìn)行硬件接口電路設(shè)計(jì)及如何與CPU的連接是至關(guān)重要的。微處理器是公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的核心部件，它的結(jié)構(gòu)、特性對(duì)所研制的系統(tǒng)的性能有很大影響。因此，對(duì)微處理器的選擇尤為重要。我們通過(guò)選取和對(duì)比各種型號(hào)的微處理器芯片的功能特性和價(jià)格，發(fā)現(xiàn)AT98C5X以其低廉的價(jià)格、強(qiáng)大的功能，完全符合經(jīng)濟(jì)的原則并且完全滿足本系統(tǒng)的功能要求。所以，在兩個(gè)子系統(tǒng)中我們分別選用AT89C51和AT89C52作為CPU芯片。3.1單片機(jī)的介紹單片機(jī)小系統(tǒng)選擇的是ATMEL公司的低功耗，高性能的CMOS8位單片機(jī)AT89C52芯片，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。主要性能參數(shù)：與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容8k字節(jié)可重復(fù)擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫(xiě)周期全靜態(tài)操作：0Hz-24Hz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器256乘8字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)可編程I/O口線3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器8個(gè)中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）AT89C52的引腳排列如圖所示圖3.1AT89C52的引腳排列3.2系統(tǒng)電源部分的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中所涉及的兩個(gè)子系統(tǒng)均需要用到電源，電源是系統(tǒng)的能量來(lái)源，另外電源電壓的要求及其穩(wěn)定性和可靠性將是系統(tǒng)首要考慮的問(wèn)題。兩個(gè)子系統(tǒng)的CPU及外圍芯片的供電均需要穩(wěn)定的5V電源，因此兩個(gè)子系統(tǒng)的電源電路的設(shè)計(jì)類似，因此在本設(shè)計(jì)中以車載系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)為例，必須給CPU提供一個(gè)比較穩(wěn)定的＋5V電源電壓。在此本次設(shè)計(jì)中采用了三端集成穩(wěn)壓LM7805CV來(lái)穩(wěn)壓。集成穩(wěn)壓器LM7805CV是將非穩(wěn)定的直流電壓變換成穩(wěn)定的直流電壓的IC芯片。LM7805CV集成穩(wěn)壓器有輸入端、輸出端及公共端三個(gè)引腳。芯片內(nèi)部設(shè)有過(guò)流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)及調(diào)整管安全保護(hù)電路，其所需外接元件少，使用方便、可靠。廣泛地用于各種電子設(shè)備中。LM7805CV最大的輸入電壓為35V，最小輸入電壓為7.5V，其輸出電壓為+5V。具體電路圖3.2如下：圖3.2電源電路LM7805CV輸入端1腳接VS，VS是＋12V直流電壓，符合LM7805CV的電壓范圍，管腳2接地，這樣管腳3就可輸出＋5V的穩(wěn)定電壓。為了濾除輸入和輸出電壓上的紋波，分別在LM7805CV的輸入和輸出管腳分別接以電解電容和陶瓷電容，使其得到較穩(wěn)定的電源電壓。3.3CPU其他外圍電路設(shè)計(jì)3.3.1看門(mén)狗電路的設(shè)計(jì)看門(mén)狗就是在程序飛跑或死機(jī)時(shí),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位重新置位,以使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行的一種專用電路?，F(xiàn)在常用的看門(mén)狗主要有兩種：軟件狗和硬件狗。軟件狗實(shí)際上就是通常說(shuō)的軟件指令,一旦程序跑飛,只要程序指針指向這些地址,便立即被強(qiáng)行跳轉(zhuǎn)至程序的開(kāi)頭或其他指定地址處,從而使程序繼續(xù)正常執(zhí)行。硬件狗現(xiàn)在更多的被采用。所謂硬件狗，就是一個(gè)能夠發(fā)送“復(fù)位”信號(hào)的計(jì)數(shù)器或定時(shí)器電路。以前常用的硬件狗由脈沖計(jì)數(shù)器和一些外圍電路組成，計(jì)數(shù)清零和溢出端分別和單片機(jī)的I/O與RST相連接。其工作原理是：由脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生脈沖，計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。程序正常運(yùn)行時(shí)，CPU在計(jì)數(shù)器溢出之前通過(guò)I/O口對(duì)計(jì)數(shù)器清零，使計(jì)數(shù)器不能溢出，此時(shí)由于溢出端與CPU的RST端相連接，所以使單片機(jī)系統(tǒng)“復(fù)位”，使其能重新正常運(yùn)行。單片機(jī)系統(tǒng)的供電電源有時(shí)候因?yàn)楦鞣N不同原因而不穩(wěn)定，發(fā)生電壓波動(dòng)或瞬時(shí)掉電的現(xiàn)象，從而影響系統(tǒng)的正常工作和數(shù)據(jù)保存。如果能對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)電源電壓下降到某一特定值時(shí)，發(fā)生一個(gè)信號(hào)給單片機(jī)和電源切換電路，那么就使CPU及時(shí)進(jìn)行必要的操作和維持工作電源的穩(wěn)定。MAX813能夠完全滿足要求。所以本系統(tǒng)采用MAX813作為電源監(jiān)視和看門(mén)狗芯片。電路圖如圖3.3所示。將第7腳接CPU的復(fù)位腳，第1腳與第8腳相連，第6腳與CPU的P1.6相連。在軟件設(shè)計(jì)中，P1.6不斷輸出脈沖信號(hào)。如系統(tǒng)死機(jī)導(dǎo)致P1.6無(wú)脈沖信號(hào)輸出，則1.6秒后在MAX813的第8腳輸出低電平。該低電平加到第1腳，使MAX813產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度的典型值為200ms，使CPU有效復(fù)位，擺脫死循環(huán)的困境?？撮T(mén)狗復(fù)位電路如圖3.3所示：如果在1.6秒內(nèi)沒(méi)有觸發(fā)該電路(即第6腳無(wú)脈沖輸入)則第8腳輸出一個(gè)低電平，是單片機(jī)復(fù)位圖3.3看門(mén)狗電路電路連接圖如圖所示。在這個(gè)系統(tǒng)中，P16作為看門(mén)狗的“喂狗”信號(hào)；REST和單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)連接。3.3.2時(shí)鐘電路在單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為單片機(jī)的XTAL1，其出端為單片機(jī)的XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和兩個(gè)33PF微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。在此我們采用11.0592MHZ即可滿足兩個(gè)子系統(tǒng)的要求。圖3.4晶振電路3.4電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)車載系統(tǒng)與站臺(tái)系統(tǒng)均采用無(wú)線數(shù)據(jù)模塊傳輸數(shù)據(jù)，其接口是RS232串口，電平是RS232電平，而單片機(jī)的串口是TTL電平，為此在車載系統(tǒng)和站臺(tái)系統(tǒng)均需要設(shè)計(jì)RS232電平轉(zhuǎn)換電路。3.4.1RS232標(biāo)準(zhǔn)RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA(ElectronicIndustryAssociation)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（ecommededstandard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改（1969），在這之前，有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。常用物理標(biāo)準(zhǔn)還有有EIA；RS-232-C、EIA;RS-422-A、EIA；RS-423、EIA；RS-485。我們這里用的是EIA；RS-232-C（簡(jiǎn)稱232，RS232）。EIRS-232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIA-RS-232C是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的TTL器件連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。MAX232芯片可完成TTL←→EIA雙向電平轉(zhuǎn)換。這里我們選用DB-9連接器，在AT機(jī)及以后，不支持20mA電流環(huán)接口，使用DB-9連接器，作為提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行接口的連接器。它只提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。DB-25型連接器的引腳分配與DB-25型引腳信號(hào)完全不同。因此，若與配接DB-25型連接器的DCE設(shè)備連接，必須使用專門(mén)的電纜線。電纜長(zhǎng)度：在通信速率低于20kb/s時(shí)，RS-232C所直接連接的最大物理距離為15m（50英尺）。傳輸電纜長(zhǎng)度由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長(zhǎng)度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)50英尺，在9600的時(shí)候可以達(dá)到250英尺，即75米。3.4.2電平轉(zhuǎn)換芯片的選擇在兩個(gè)系統(tǒng)中均采用MAX232APE，它是一種雙組驅(qū)動(dòng)器/接收器，片內(nèi)含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器以便在單5V電源供電時(shí)提供EIA/TIA-232-E電平。每個(gè)接收器將EIA/TIA-232-E電平輸入轉(zhuǎn)換為5VTTL/CMOS電平。這些接收器具有1.3V的典型門(mén)限值及0.5V的典型遲滯，而且可以接收V的輸入。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器將TTL/CMOS輸入電平轉(zhuǎn)換為EIA/TIA-232-E電平。MAX232的工作溫度范圍為0℃至70℃。MAX232APE的特點(diǎn)單5V電源工作LinBiCMOS工藝技術(shù)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器V的輸入電平低電源電流:典型值是8mA符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-232-E及ITU推薦標(biāo)準(zhǔn)V.28可與Maxim公司的MAX232互換ESD保護(hù)大于MIL-STD-883(方法3015)標(biāo)準(zhǔn)的2000V引腳排列圖3.5MAX232芯片引腳圖3.4.3無(wú)線數(shù)據(jù)模塊的工作介紹本設(shè)計(jì)采用采用LAC－UP型微功率無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其特點(diǎn)如下：微功率發(fā)射：最大發(fā)射功率為10MW工作頻率在1SM頻段，無(wú)需申請(qǐng)頻點(diǎn)。載頻頻率430MHZ－434MHZ，也可提供315/868/915MHZ載頻。高抗干擾能力和低誤碼率：基于FSK的調(diào)制方式，采用高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力，在信道誤碼率為10-2時(shí)，可得到實(shí)際誤碼率10-5～10-6。傳輸距離遠(yuǎn)：在視距情況下，天線高度＞3M，可靠傳輸距離＞300M（BER=10-3/1200Bit/s）透明的數(shù)據(jù)傳輸：提供透明的數(shù)據(jù)接口，能使用任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。自動(dòng)過(guò)濾空中產(chǎn)生的噪音信號(hào)及假數(shù)據(jù)。多信道，多速率：LAC－UP型模塊標(biāo)準(zhǔn)配置提供8個(gè)信道，根據(jù)用戶需要，可擴(kuò)展到16/32信道。滿足用戶多種通信組合方式。同時(shí)，LAC－UP型可提供1200Bit/s,2400Bit/s,4800Bit/s,9600Bit/s等多種通信波特率，并且接口波特率與無(wú)線傳輸波特率一樣，以滿足客戶設(shè)備對(duì)不同波特率的需要。雙串口，3種接口方式：LAC－UP型模塊提供2個(gè)串口，COM1為T(mén)TL電平UART接口。COM2由用戶自定義為標(biāo)準(zhǔn)的RS232/RS485口。大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)：可1次傳輸無(wú)限長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，用戶編程更靈活。智能數(shù)據(jù)控制，用戶無(wú)需編制多余的程序。低功耗及休眠功能：接收情況下，電流＜30MA，休眠時(shí)電流僅為＜10UA。高可靠性，體積小，重量輕：采用CC1000單片射頻集成電路及單片MCU，外圍電路少，可靠性高，故障率低。查閱MAX232相關(guān)資料及無(wú)線模塊接口定義后，設(shè)計(jì)電平轉(zhuǎn)換電路圖如圖3.6所示。圖3.6電平轉(zhuǎn)換電路3.5溫度采集電路設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求3.5.1溫度采集芯片DS18B20的功能特點(diǎn)本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)溫范圍廣，測(cè)溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。DS18B20單線數(shù)字溫度計(jì)獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊簡(jiǎn)單的多點(diǎn)分布應(yīng)用無(wú)需外部器件可通過(guò)數(shù)據(jù)供電零待機(jī)功耗測(cè)溫范圍-55~+125以0.5遞增。華氏器件-67+257，以0.9遞增。溫度以9位數(shù)字量讀出溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時(shí)間200ms（典型值）用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件應(yīng)用包括溫度控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)品，溫度計(jì)或任何熱感測(cè)系統(tǒng)DS18B20通過(guò)一個(gè)單總線口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫(xiě)和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無(wú)需外部電源。因?yàn)槊總€(gè)DS18B20都有一個(gè)獨(dú)特的片序列號(hào)，所以多只DS18B20可以同時(shí)連在一根單總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC環(huán)境控制，探測(cè)建筑物，儀器或機(jī)器的溫度以及過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。3.5.2DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)圖3.7DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3.5.3DS18B20和單片機(jī)的接口DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)DS18B20的1腳接地，2腳作為信號(hào)線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，本設(shè)計(jì)采用第二種供電方式，如圖3.8所示單片機(jī)P3.4口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)4.7k電阻來(lái)完成對(duì)總線的上拉。當(dāng)DS18B20處于寫(xiě)存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開(kāi)啟時(shí)間最大為10us。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。圖3.8原理連接圖DS18B20雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題：(1)較小的硬件開(kāi)銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器間采用的是單總線的通信協(xié)議，因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫(xiě)編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證復(fù)位時(shí)序和讀寫(xiě)時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。在使用C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS18B20操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。(2)在DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS18B20數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS18B20超過(guò)8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。(3)連接DS18B20的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過(guò)50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻?。因此，在用DS18B20進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問(wèn)題。(4)在DS18B20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號(hào)，一旦DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。3.6實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口電路設(shè)計(jì)為了方便乘客出行掌握準(zhǔn)確的時(shí)間，車載系統(tǒng)帶有實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示功能，實(shí)時(shí)顯示日期和時(shí)間。而實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片有很多種，比如飛利浦公司的PCF8563等等。在此我們選擇美國(guó)DALLAS公司的自帶鋰電的DS12887時(shí)鐘芯片。3.6.1實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS12887的特點(diǎn)和功能DS12887時(shí)鐘芯片的主要特點(diǎn)：可作為IBMAT計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘和日歷與MC146818B和DS1287的管腳兼容在沒(méi)有外部電源的情況下可工作10年以上,不丟失數(shù)據(jù)自帶晶體振蕩器及鋰電池可計(jì)算到2100年前的秒、分、小時(shí)、星期、日、月、年7種日歷信息，并有閏年補(bǔ)償功能用二進(jìn)制碼或BCD碼代表日歷和鬧鐘信息有12和24小時(shí)兩種制式，12小時(shí)制式帶有PM和AM提示可選用夏令時(shí)模式可以應(yīng)用于MOTOROLA和INTER兩種總線數(shù)據(jù)/地址總線復(fù)用內(nèi)建128字節(jié)RAM單元與軟件接口，其中14字節(jié)為時(shí)鐘單元和控制H狀態(tài)寄存器，114字節(jié)為通用RAM，可由用戶使用，所有RAM單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能（非易失性RAM）；可編程方波輸出；中斷信號(hào)輸出IRQ和總線兼容，定鬧中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行置位測(cè)試?？偩€兼容中斷（/IRQ）三種可編程中斷-時(shí)間性中斷可產(chǎn)生每秒一次直到每天一次中斷-周期性中斷122ms到500ms-時(shí)鐘更新結(jié)束中斷3.6.2DS12887時(shí)鐘芯片的結(jié)構(gòu)DS12887時(shí)鐘芯片內(nèi)部由振蕩電路、分頻電路、周期中斷/方波選擇電路、14字節(jié)時(shí)鐘和控制單元、114字節(jié)用戶非易失RAM、十進(jìn)制/二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、總線接口電路、電源開(kāi)關(guān)寫(xiě)保護(hù)單元和內(nèi)部鋰電池等部分組成，DS12887芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。圖3.9DS12887內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DS12887時(shí)鐘芯片的引腳排列如圖所示。圖3.10DS12887的引腳排列DS12887時(shí)鐘芯片的引腳功能AD0-AD7為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線；NC為空腳；MOT為總線模式選擇（Motorola/Intel），當(dāng)此接到Vcc時(shí)，選用的是MOTOROLA總線時(shí)序，當(dāng)它地或不接時(shí)，選用的是INTER總線時(shí)序；CS（片選輸入）-CS當(dāng)Vcc低于4.25V時(shí)，DS12887從內(nèi)部禁止對(duì)外部CS的操作。此時(shí)，時(shí)鐘和RAM都被保護(hù)起來(lái)。AS(地址鎖存)-ALER/W（Read/WriteInput）-WRDS(DataStrobeorReadInput)-RD當(dāng)系統(tǒng)總線選擇的是INTEL總線模式時(shí)，DS被稱作RD。當(dāng)它有效時(shí)表示DS12887正在往總線輸出數(shù)據(jù)。RD信號(hào)線在存儲(chǔ)器芯片上被稱作OE信號(hào)線。RESET為復(fù)位端，復(fù)位端對(duì)時(shí)鐘、日歷、RAM無(wú)效，系統(tǒng)上電時(shí)復(fù)位端要保持低電平200ms以上DS12887才可以正常工作；當(dāng)復(fù)位腳為低并且Vcc高于4.25V時(shí)，以下情況發(fā)生：周期中斷允許（PIE）位清0鬧鐘中斷允許（AIE）位清0更新完成中斷標(biāo)志（UF）位清0中斷請(qǐng)求狀態(tài)標(biāo)志（IRQF）位清0周期中斷標(biāo)志(PF)位清0當(dāng)RESET為低時(shí)DS12887不可操作鬧鐘中斷標(biāo)志（AF）位清0IRQ呈高阻狀態(tài)方波輸出允許（SQWE）位清0更新完成中斷允許(UIE)位清0IRQ（中斷請(qǐng)求輸出）-當(dāng)中斷狀態(tài)位和對(duì)應(yīng)的中斷允許位有效時(shí)，IRQ的輸出保持為低。復(fù)位和讀C寄存器都可以清除IRQ中斷信號(hào)。沒(méi)有中斷時(shí)，IRQ呈高阻狀態(tài)，其它中斷源還可以掛接到中斷總線上。由于IRQ是漏極輸出，所以需要外接上拉電阻。SQW為方波輸出端，當(dāng)Vcc低于4.25v時(shí)沒(méi)有作用；Vcc為+5v電源；GND為接地端。3.6.3DS12887和單片機(jī)的接口電路圖3.11DS12887芯片與AT89C51單片機(jī)的接口電路本設(shè)計(jì)中模式選擇腳MOT拉地，選擇INTEL時(shí)序，選擇DS12887時(shí)鐘芯片的地址總線及AS端口和89C52單片微機(jī)的P27及ALE端直接相聯(lián)；而DS、R/W讀寫(xiě)控制線與單片機(jī)的RD、WR控制線相連；DS12887的中斷輸出端IRQ和89C52的外部INT0端相聯(lián)，給單片機(jī)提供中斷信號(hào)。3.7語(yǔ)音接口電路設(shè)計(jì)目前我國(guó)部分城市采用手動(dòng)電子報(bào)站和人工報(bào)站的方式，而它們都離不開(kāi)司務(wù)人員，加大司乘人員的工作強(qiáng)度。手動(dòng)電子報(bào)站一般由司機(jī)或者乘務(wù)員控制，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)報(bào)，誤報(bào)的情況，而由于各地方言的不同，給異地乘客帶來(lái)不少麻煩?；谏鲜銮闆r的不足，根據(jù)實(shí)際錄放時(shí)間需求，采用美國(guó)ISD公司的ISD2560芯片。3.7.1ISD2560的功能特點(diǎn)ISD語(yǔ)音芯片是美國(guó)信息存儲(chǔ)器件公司推出的高品質(zhì)語(yǔ)音錄放芯片，采用ISD公司獨(dú)有的直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)（DAST），該技術(shù)的采用使得音頻信息無(wú)需經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)形式的(A/D、D/A)轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)存取，有比同等數(shù)字存取更高的集成度和更高的音質(zhì)水平。ISD語(yǔ)音芯片具有抗斷電功能，信息存放不易揮發(fā)，支持多次錄/放操作，壽命高達(dá)10次，可單獨(dú)應(yīng)用、多片級(jí)聯(lián)，也可與微處理器配合使用，具有很好的使用靈活性。ISD可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能儀表、警報(bào)、信息提示等場(chǎng)合，使信息交互人性化。3.7.2ISD2560的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.12ISD2560內(nèi)部原理框圖圖3.13ISD2560管腳分布圖表3.1DIP封裝圖及各引線端功能引線端名稱功能1-7A0/M0~A6/M6地址8-10A7~A9地址11AUXIN輔助輸入12,13VSSD、VSSA數(shù)字和模擬地14,15SP+、SP-揚(yáng)聲器輸出16,28VCCA、VCCD模擬、數(shù)字型號(hào)電源正極17,18MIC、MICREF麥克風(fēng)輸入和輸入?yún)⒖级?9AGC自動(dòng)增益控制20,21ANAIN、OUT模擬信號(hào)輸入和輸出22OVF\溢出23CE\片選（低電平允許芯片工作)24PD芯片低功耗狀態(tài)控制25EOM\錄放音結(jié)束信號(hào)輸出26XCLK外部時(shí)鐘27P/R\錄\放控制選擇芯片操作模式：由于ISD2560內(nèi)置了若干種操作模式，因而可用最少的外圍器件實(shí)現(xiàn)最多的功能。操作模式也由地址端控制；當(dāng)最高兩位都為1時(shí)，其它地址端置高可選擇某個(gè)(或某幾個(gè))特定模式。因此操作模式和直接尋址相互排斥。具體操作模式見(jiàn)圖3.14所列。操作模式可由微控制器也可由硬件實(shí)現(xiàn)。使用操作模式要注意兩點(diǎn):(1)所有操作最初都是從0地址（即存儲(chǔ)空間的起始端開(kāi)始后續(xù)的操作根據(jù)選用的模式可從其它地址開(kāi)始。但是，電路由錄轉(zhuǎn)放或由放轉(zhuǎn)錄(M6模式除外)，或都執(zhí)行了掉電周期后，地址計(jì)數(shù)器將復(fù)位為0。(2)當(dāng)CE變低且最高兩地址位同為高時(shí)，執(zhí)行操作模式。這種操作模式將一直有效，直到CE再次由高變低，芯片重新鎖存當(dāng)前的地址/模式端電平并執(zhí)行相應(yīng)的操作為止。當(dāng)最高位地址(MSB)A8、A9都為高電平時(shí)，地址端就作為工作模式選擇端（高電平有效）表3.2工作模式模式控制功能典型應(yīng)用A0/M0信息檢索快速檢索信息A1/M1刪除EOM標(biāo)志在全部語(yǔ)音錄放結(jié)束時(shí)，給出EOM標(biāo)志A2/M2未用當(dāng)工作模式操作時(shí)，此端應(yīng)接低電平A3/M3循環(huán)放音從0地址開(kāi)始連續(xù)重復(fù)放音A4/M4連續(xù)尋址可錄放連續(xù)的多段信息A5/M5CE電平觸發(fā)允許信號(hào)中止A6/M6按鈕控制簡(jiǎn)化器件接口3.7.3ISD2560和單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)圖3.14單片機(jī)89C51和ISD2560的接口電路1腳～10腳（A0-A9）為地址輸入/模式控制,與單片機(jī)的地址端口連接,共有1024種組合狀態(tài),通過(guò)對(duì)A8,A9的設(shè)置單片機(jī)可以控制語(yǔ)音芯片的工作方式；11腳（AUXIN）為輔助輸入；12腳、13腳（VSSA，VSSD）分別為模擬和數(shù)字地；14腳、15腳（SP+，SP-）分別為喇叭輸出的正負(fù)端；16腳、28腳（VCCA，VCCD）分別為模擬和數(shù)字部分的供電電源；17腳（MIC）為話筒輸入端；18腳（MICREF）為話筒輸入?yún)⒖级耍?9腳（AGC）為自動(dòng)增益控制端；20腳、21腳（ANAin、ANAout）分別為模擬輸入輸出；22腳（OVF）為溢出標(biāo)志端；23腳（CE）為片選端；24腳（PD）為節(jié)電控制端；25腳（EOM）為信息結(jié)尾標(biāo)志；26腳（XCLK）為外部時(shí)鐘輸入；27腳（P/R）為放音、錄音控制。圖3.15ISD2560放音時(shí)序本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，語(yǔ)音單元語(yǔ)音部分是事先分段錄制好的，應(yīng)用的時(shí)候直接調(diào)用需要的語(yǔ)音段即可。這里簡(jiǎn)單介紹一下其放音的實(shí)現(xiàn)。由圖3.15放音時(shí)序可以看出，P/R一直接在高電平，處于放音狀態(tài)。CE接到WR，當(dāng)給CE一個(gè)低電平脈沖時(shí)，只要PD沒(méi)有被觸發(fā)復(fù)位，系統(tǒng)就開(kāi)始讀取A0～A9被選中的地址段，并從此段開(kāi)始放音。例如：當(dāng)前地址輸入為0F800，系統(tǒng)即從0地址開(kāi)始放音，直到遇到EOM標(biāo)志變低，放音結(jié)束。3.8液晶顯示電路設(shè)計(jì)車輛內(nèi)部通過(guò)LCD字符顯示車廂內(nèi)部實(shí)時(shí)溫度，時(shí)間和日期，更方便乘客出行。在此選擇內(nèi)置8192個(gè)16乘16點(diǎn)漢字庫(kù)和128個(gè)16乘8點(diǎn)ASCII型字符集圖形點(diǎn)陣液晶顯示器RT12232F。3.8.1液晶顯示功能概述12232F是一種內(nèi)置8192個(gè)16乘16點(diǎn)漢字庫(kù)和128個(gè)16乘8點(diǎn)ASCII型字符集圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128乘32全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示7.5乘2個(gè)（16乘16點(diǎn)陣）漢字。與外部CPU接口采用并行或串行方式控制。在本系統(tǒng)中，設(shè)置兩種方式訪問(wèn)的接口電路。根據(jù)用戶的要求選擇訪問(wèn)方式。主要的技術(shù)參數(shù)和性能：電源：VDD：+3.0~+505v。（電源低于4.0伏LED背光需另外供電）顯示內(nèi)容：122（列）乘32（行）點(diǎn)。全屏幕點(diǎn)陣2MROM(CGROM)總共提供8192個(gè)漢字（16乘16點(diǎn)陣）16KROM(HCGROM)總共提供128個(gè)字符（16乘8點(diǎn)陣）2MHZ頻率工作溫度：0~+60存儲(chǔ)溫度：-10~+703.8.2液晶顯示的外形尺寸圖圖3.16外形尺寸圖3.8.3液晶顯示的接口電路圖3.17液晶顯示接口電路表3.3外部接口信號(hào)管腳號(hào)管腳名稱LEVER管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0_對(duì)比度調(diào)整4RS(CS)H/LRS="H",表示DB7~DB0為顯示數(shù)據(jù)RS="L",表示DB7~DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W="H",E="H",數(shù)據(jù)被讀到DB7~DB0R/W="L",E="H→L",DB7~DB0的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR或DR6E(CLK)H/L使能信號(hào)7DB0H/L數(shù)據(jù)線8DB1H/L數(shù)據(jù)線9DB2H/L數(shù)據(jù)線10DB3H/L數(shù)據(jù)線11DB4H/L數(shù)據(jù)線12DB5H/L數(shù)據(jù)線13DB6H/L數(shù)據(jù)線14DB7H/L數(shù)據(jù)線15BL+VDD背光源電壓+4.2V—+5V16BL_VSS背光源公共端3.9存儲(chǔ)電路存儲(chǔ)電路采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT24LC256，具有16KB的存儲(chǔ)空間，具有兩線串行接口，雙向數(shù)據(jù)傳輸握手，硬件數(shù)據(jù)寫(xiě)保護(hù)，8字節(jié)頁(yè)寫(xiě)方式和獨(dú)立定勢(shì)的寫(xiě)周期（最大10ms）等特點(diǎn)，可在1.8～5.5V寬電源范圍內(nèi)可靠工作，可保證1000000次擦寫(xiě)/寫(xiě)周期和10年內(nèi)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。由于這種器件在上電后可在線編程數(shù)據(jù)，失電時(shí)能長(zhǎng)期保存結(jié)果，所以可廣泛用于智能儀器，微處理器系統(tǒng)，掉電保護(hù)電路，信息存儲(chǔ)卡和需要低功耗的存儲(chǔ)設(shè)備領(lǐng)域。其管腳接法是1、2、3、4、7接地，5、6分別接單片機(jī)的端口，8接5V電源。圖3.18存儲(chǔ)電路引腳說(shuō)明：（1）串行時(shí)鐘（SCL）SCL用于把所有數(shù)據(jù)同步輸入帶EEPROM器件，或把數(shù)據(jù)從EEPROM器件串行同步讀出。在寫(xiě)方式中，當(dāng)SCL是高電平時(shí)數(shù)據(jù)必須保護(hù)穩(wěn)定，并在SCL的下降沿把數(shù)據(jù)同時(shí)輸出。（2）串行數(shù)據(jù)（SDA）SDA是一個(gè)雙向端口，用于把數(shù)據(jù)輸入到器件，或從器件輸出數(shù)據(jù)，僅在SCL為低時(shí)數(shù)據(jù)才能改變。此端子時(shí)漏極開(kāi)路輸出，可以和任意多個(gè)漏極開(kāi)路或集極開(kāi)路端子以“線或”方式連接在一起。（3）寫(xiě)保護(hù)（WP）AT24LC256有一個(gè)寫(xiě)保護(hù)端子，該端子提供硬件數(shù)據(jù)保護(hù)。當(dāng)WP接地（GND）時(shí)，允許正常的讀寫(xiě)；當(dāng)WP接Vcc時(shí)，存儲(chǔ)器被保護(hù)，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作。不管WP腳的狀態(tài)如何，器件總可以被讀出。當(dāng)WP不連接時(shí)，此端則被拉為低電平。4電路原理圖的設(shè)計(jì)和電路板的制作印刷板）4電路原理圖的設(shè)計(jì)和電路板的制作印刷板4.1電路原理圖的設(shè)計(jì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)軟件在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，Orcad，Protel等都是人們熟悉的常用EDA軟件。Protel99SE是Protel公司推出的最新版本,應(yīng)用于電路原理圖設(shè)計(jì)、電路板設(shè)計(jì)等。Protel99SE引入了數(shù)據(jù)庫(kù)的管理模式,使用戶可以更直觀地對(duì)項(xiàng)目中的文件進(jìn)行管理和操作,同時(shí)還可以輕松地轉(zhuǎn)移整套設(shè)計(jì)文檔,由于其強(qiáng)大的功能和方便的操作,Protel很快就發(fā)展成為眾多EDA用戶的首選電路CAD軟件,它基于Windows環(huán)境,功能強(qiáng)大,人機(jī)界面友好,能讓人們?cè)诰哂凶钔暾墓δ墉h(huán)境下,提升設(shè)計(jì)上的品質(zhì)和效率。Protel99SE在電路原理圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用：電路原理圖的設(shè)計(jì)是整個(gè)電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此電路原理圖要設(shè)計(jì)好,以免影響后面的設(shè)計(jì)工作。電路原理圖的設(shè)計(jì)一般有如下步驟:設(shè)置原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境;放置元件;原理圖布線;編輯和調(diào)整;檢查原理圖;生成網(wǎng)絡(luò)表。根據(jù)以上所述的電路原理圖設(shè)計(jì)步驟,本設(shè)計(jì)電路原理圖設(shè)計(jì)過(guò)程如下:啟動(dòng)原理圖設(shè)計(jì)服務(wù)器。進(jìn)入Protel99SE,創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),執(zhí)行菜單File/New命令,從框中選擇原理圖服務(wù)器(SchematicDocument)圖標(biāo),雙擊該圖標(biāo),建立原理圖設(shè)計(jì)文檔。雙擊文檔圖標(biāo),進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)服務(wù)器界面。設(shè)置原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境。執(zhí)行菜單Design/Op2tions和Tool/Preferences,設(shè)置圖紙大小、捕捉柵格、電氣柵格等。裝入所需的元件庫(kù)。在設(shè)計(jì)管理器中選擇BrowseSCH頁(yè)面,在Browse區(qū)域中的下拉框中選擇Library,然后單擊ADD/Remove按鈕,在彈出的窗口中尋找Protel99SE子目錄,在該目錄中選擇Library/SCH路徑,在元件庫(kù)列表中選擇所需的元件庫(kù),比如Miscellaneousdevices.ddb,TIDatabook庫(kù)等,單擊ADD按鈕,即可把元件庫(kù)增加到元件庫(kù)管理器中。放置元件。根據(jù)實(shí)際電路的需要,到元件庫(kù)中找出所需的元件,然后用元件管理器的Place按鈕將元件放置在工作平面上,再根據(jù)元件之間的走線把元件調(diào)整好。原理圖布線。利用Protel99SE提供的各種工具、指令進(jìn)行布線,將工作平面上的器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)完整的電路原理圖。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）編輯和調(diào)整。利用Protel99SE所提供的各種強(qiáng)大的功能對(duì)原理圖進(jìn)一步調(diào)整和修改,以保證原理圖的美觀和正確。同時(shí)對(duì)元件的編號(hào)、封裝進(jìn)行定義和設(shè)定等。檢查原理圖。使用Protel99SE的電氣規(guī)則,即執(zhí)行菜單命令Tool/REC對(duì)畫(huà)好的電路原理圖進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。若有錯(cuò)誤,根據(jù)錯(cuò)誤情況進(jìn)行改正。生成網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)和印刷電路板設(shè)計(jì)之間的橋梁,執(zhí)行菜單命令Design/Cre2ateNetlist可以生成具有元件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)表。經(jīng)過(guò)以上的步驟,完成了本設(shè)計(jì)電路原理圖的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)原理圖參照附件A所示。4.2電路板的制作和印刷印制電路板是整個(gè)公交車無(wú)線自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)中器件、信號(hào)線、電源線的高密度集合體，印刷電路板設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力的影響很大，故印刷電路板設(shè)計(jì)決不單是器件、線路達(dá)到簡(jiǎn)單布局安排，還必須符合抗干擾的設(shè)計(jì)原則。4.2.1布局布局的好壞直接關(guān)系到以后布線的成功與否，所以說(shuō)布局很關(guān)鍵，有了好的布局基礎(chǔ)以后的布線可以說(shuō)就是水到渠成了。本文的電路設(shè)計(jì)不是很復(fù)雜，我采用完全手工布局。手工布局的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的：我們可以完全按照電路工作的實(shí)際要求，也有利于后面的布線操作。同時(shí)，對(duì)于一個(gè)有著特殊要求的電路來(lái)講，手工布局將極大的體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的奇妙構(gòu)思和靈感，可以說(shuō)，一個(gè)好的布局就是一個(gè)藝術(shù)品。元件布局我們首先考慮PCB尺寸的大小。PCB尺寸過(guò)大，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗干擾能力下降，成本也增加：PCB尺寸過(guò)小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。在確定特殊元件的位置時(shí)我們遵守以下原則：盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少他們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨的太近，輸入和輸出元件盡量遠(yuǎn)離。一些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大他們之間的距離，以免放電引起意外的短路。在布局中我們注意以下幾個(gè)方面：電源和地線的布線盡量粗，模擬地與數(shù)字地要分開(kāi)；電源旁路電容要放在各電路的近處；每個(gè)信號(hào)處理部分的接地和電源，要在電源輸入部分的同一點(diǎn)連接；各輸入布線之間和輸出布線之間不要扭在一起；兩條并排走的信號(hào)線，要在其間加一條地線作為隔離；根據(jù)電路功能單元，對(duì)電路的全部器件進(jìn)行布局時(shí)，我們遵循以下原則：按電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短個(gè)元器件之間的引線和連接。布局的過(guò)程中，應(yīng)盡量將相關(guān)聯(lián)的元件就近防止，一減短走線的長(zhǎng)度；時(shí)鐘電路、晶振、電容應(yīng)緊貼相接的芯片，這樣有利于抗干擾，提高電路工作的可靠性。位于電路板邊緣的元器件，與電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。4.2.2布線布線的工作在整個(gè)制板過(guò)程中是最為重要和繁瑣的，他關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的成敗與否。本設(shè)計(jì)首先對(duì)電源和地進(jìn)行手工布線，調(diào)整好它們的位置，緊接著對(duì)電路板其他部分進(jìn)行布線。本設(shè)計(jì)我采用的是完全手工布線，這樣更能保證布線的質(zhì)量和以后調(diào)試的成功。在整個(gè)布線過(guò)程中，我遵循以下原則：（1）輸入、輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰并行。最好線間加地線，以免發(fā)生反饋偶合。（2）印刷電路板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電路值決定。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.02mm～0.3mm的導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線。尤其上電源線和地線。電源線和地線應(yīng)接成樹(shù)狀，盡量加粗，使它能通過(guò)三倍于印刷板上允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在2mm～3mm以上。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的地線絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，其間距最小可為至0.5mm。（3）印刷導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板黏合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。（4）數(shù)字地與模擬地分開(kāi)。若線板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開(kāi)。低頻電路的地盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)，可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路易采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而粗。4.2.3去耦合電容配置PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制電路板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐笋詈想娙荨Ｍ笋詈想娙莸囊话闩渲迷瓌t是：（1）電源輸入端跨接1uf～10uf電解電容。如果有可能，接100uf以上更好。（2）原則上每個(gè)集成電路芯片都布置一個(gè)0.01pf的瓷片電容，如果印制板空隙不夠，可每4～8個(gè)芯片布置一個(gè)1uf～10uf的瓷片電容。（3）對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如：RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退耦合電容。（4）電容引線不能太長(zhǎng)，尤其是高頻旁路電容不能有引線。本系統(tǒng)的PCB圖，見(jiàn)附錄B。4.2.4單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試（1硬件調(diào)試

根據(jù)設(shè)計(jì)的原理電路做好實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，便進(jìn)入硬件調(diào)試階段。調(diào)試工作的主要任務(wù)是排除樣機(jī)故障，其中包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝性故障。（2）脫機(jī)檢查用萬(wàn)能表或邏輯測(cè)試筆逐步按照邏輯圖檢查機(jī)中各器件的電源及各引腳的連接是否正確，檢查數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。有時(shí)為保護(hù)芯片，先對(duì)各管座的電位（或電源）進(jìn)行檢查，確定其無(wú)誤后再插入芯片檢查。（3）仿真調(diào)試暫時(shí)排除目標(biāo)板的CPU和EPROM，將樣機(jī)接上仿真機(jī)的40芯仿真插頭進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試各部分接口電路是否滿足設(shè)計(jì)要求。這部分工作是一種經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作，一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)制作的樣機(jī)不可能一次性完好，總是需要調(diào)試的。通常的方法是，先編調(diào)試軟件，逐一檢查調(diào)試硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。其次是調(diào)試MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以進(jìn)行下面的應(yīng)用軟件調(diào)試。硬件電路調(diào)試的一般順序是：檢查CPU的時(shí)鐘電路。通過(guò)測(cè)試ALE信號(hào)，如沒(méi)有ALE信號(hào)，則判斷是晶體或CPU故障，這稱之為“心臟”檢查。檢查ABUS/DBUS的分時(shí)復(fù)用功能的地址鎖存是否正常。檢查I/O地址分配器。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構(gòu)成，如是部分譯碼設(shè)計(jì)，則排除地址重疊故障。對(duì)擴(kuò)展的RAM、ROM進(jìn)行檢查調(diào)試。一般先后寫(xiě)入55H、AAH，再讀出比較，以此判斷是否正常。因